Introducción de la nueva generación de motores en línea M 274 de 4 cilindros. Cuaderno de introducción para el Servicio Postventa

Transcripción

1 Introducción de la nueva generación de motores en línea M 274 de 4 cilindros Cuaderno de introducción para el Servicio Postventa

2 Mercedes-Benz Service Introducción de la nueva generación de motores en línea M 274 de 4 cilindros Daimler AG Technical Information and Workshop Equipment (GSP/OI) D Stuttgart

3 Pie de imprenta Cartera de productos Sobre nuestra cartera de productos completa se pueden informar también ampliamente en nuestro portal de internet. Enlace: Preguntas y sugerencias Si desean efectuar preguntas, sugerencias o propuestas sobre el presente producto, rogamos nos escriban al respecto. customer.support@daimler.com Telefax: +49-(0)18 05/ by Daimler AG Están reservados los derechos de autor para la obra inclusive todas sus partes. Cualquier utilización o uso requiere la aprobación previa por escrito de Daimler AG, Departamento GSP/OIS, HPC R822, W002, D Stuttgart. Esto afecta ante todo a la reproducción, difusión, edición, traducción y microfilmación, así como al almacenamiento y/o el procesamiento en sistemas electrónicos, inclusive bases de datos y servicios online. Núm. de imagen de la portada: P Núm. de imagen del póster: P Núm. de pedido de esta publicación: HLI /12

4 Índice de contenidos Prólogo 5 Vista de conjunto Descripción breve 6 Vistas del motor 8 Comparación de datos del motor con los del motor predecesor 13 Datos del motor 15 Medidas para la reducción de emisiones de CO2 16 Sistema mecánico Bloque motor 18 Cárter de aceite 20 Mecanismo cigüeñal 21 Culata 22 Transmisión por correa 23 Transmisión por cadena y regulación del árbol de levas 24 Combustión Alimentación de aire 26 Sistema de depresión 27 Sobrealimentación 28 Sistema de inyección 32 Sistema de combustible 38 Sistema de gases de escape 42 Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 3

5 Índice de contenidos Refrigeración y lubricación Refrigeración del motor 46 Lubricación del motor 52 Sistemas eléctrico y electrónico Gestión del motor 54 Sistema de encendido 58 Diagnóstico de a bordo 60 Anexo Abreviaturas 62 Índice alfabético 63 4 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

6 Prólogo Distinguidos lectores: En este cuaderno de introducción les presentamos el nuevo motor de gasolina de 4 cilindros M 274 en la serie de modelos 204. De esta manera, nos gustaría darles a conocer los aspectos técnicos más importantes de esta nueva generación de motores antes de su lanzamiento al mercado. Este cuaderno tiene el objetivo de informar sobre todo a los sectores de servicio o mantenimiento/reparación, así como al de servicio postventa. Presuponemos los conocimientos sobre motores de Mercedes-Benz ya introducidos. El presente cuaderno de introducción no constituye la base para reparaciones o diagnósticos de problemas técnicos. Tienen a disposición, para ello, informaciones detalladas en el sistema de información para el taller (WIS) y en Xentry Diagnostics. El sistema WIS se actualiza constantemente. Las informaciones allí contenidas corresponden siempre al estado técnico más reciente de nuestros vehículos y grupos. El cuaderno de introducción representa una primera información sobre la nueva generación de motores y, como tal, no se incluye en el WIS. Los contenidos de este folleto no se actualizarán. No se han previsto suplementos. Las modificaciones y las innovaciones se publican en los correspondientes tipos de documentación en el WIS. Los datos de este cuaderno de introducción pueden diferir, por lo tanto, de los de un estado de información más reciente en el WIS. Todas las indicaciones sobre datos técnicos tienen el estado del cierre de redacción en Enero de 2012 y pueden, por tanto, diferir del estado de serie. Daimler AG Technical Information/ Workshop Equipment (GSP/OI) Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 5

7 6Vista de conjunto Descripción breve En junio de 2012 se aplicará el nuevo motor de gasolina de 4 cilindros M 274 con inyección directa y turbosobrealimentación, por primera vez, con el año de modificación de la serie de modelos 204. El M 274 forma una familia de motores con la serie de motor M 270 montado transversalmente en la serie de modelos 246. Se ofrece en la serie de modelos 204 con una variante de cilindrada de 1.6 l y 115 kw. Esta nueva familia de motores sustituye a los famosos grupos de la serie de motores M 271 EVO. La nueva inyección directa combina un inyector muy rápido y preciso con un nuevo procedimiento de combustión guiado por chorro cónico. Con la serie de motor M 274 se cumplen, por una parte, los valores límite de C0 2 cada vez más estrictos y, por otra parte, se consiguen altos valores de par de giro y de potencia del motor, así como un comportamiento de ruidos y de respuesta a oscilaciones especialmente confortable. La utilización de componentes tecnológicos aplicables flexiblemente permite reducir el consumo y las emisiones brutas. Con ello se cumplen las exigencias de mercado y de la legislación diferentes en todo el mundo, y se asegura también la aptitud de futuro de la familia de motores. Los avances técnicos se completan con un sistema de gestión de la temperatura del líquido refrigerante para la regulación del circuito del líquido refrigerante durante la fase de calentamiento. La bomba de aceite celular de aletas regulada con presión reguladora de dos escalones controlada por diagrama característico, permite la alimentación de los puntos de lubricación y refrigeración del motor con una potencia de propulsión notablemente menor, en comparación con una bomba no regulada. En comparación con su predecesor, el M 271 EVO, el menor peso del motor y la reducida pérdida por rozamiento contribuyen a la eficiencia energética. Esto se completa mediante grupos secundarios regulados y la función de arranque y parada ECO, de serie. b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

8 Las características especiales del M 274 en visión general: Inyección directa de gasolina con piezoinyectores de última generación para el procedimiento de combustión Mercedes-Benz guiada por chorro Rápidos piezoinyectores para la inyección múltiple del combustible Combinación de la inyección directa con una turbosobrealimentación Regulación de la presión de sobrealimentación mediante depresión Variador de posición del árbol de levas perfeccionado para conseguir fases de distribución optimizadas Descripción breve Regulación perfeccionada y optimización del circuito de aceite y de refrigeración mediante una bomba de aceite del motor y de líquido refrigerante regulada Función de arranque y parada ECO con arranque directo apoyado por arrancador Encendido multichispa adecuado a la necesidad Bloque motor de fundición inyectada de aluminio Cumplimiento de la norma de gases de escape EU 5 con potencial de futuro Vista de conjunto M 274 en la serie de modelos 204 con 115 kw y 1,6 l de cilindrada P Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 7

9 8Vista de conjunto Vistas del motor Vista del motor por delante 1 Caja del filtro de aire 50/3 Silenciador A9 Compresor de agente frigorígeno B17/12 Sensor de temperatura del aire de sobrealimentación delante de la mariposa de estrangulación b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 P B28/6 Sensor de presión delante de la mariposa de estrangulación G2 Alternador R39/2 Elemento calefactor, tubería de salida de aire, servicio de plena carga Y101 Válvula de conmutación de aire circulante en régimen de retención

10 Vistas del motor Vista de conjunto Vista del motor por detrás 11 Bomba de depresión 19 Bomba de alta presión B28/5 Sensor de presión detrás del filtro de aire Y94 Válvula reguladora de caudal P Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 9

11 Vista de conjunto Vistas del motor Vista del motor por la derecha P Catalizador de tres vías B70 Sensor Hall del cigüeñal (con detección del sentido de giro) G3/1 Sonda lambda detrás del catalizador G3/2 Sonda lambda delante del catalizador T1/1 Bobina de encendido del cilindro 1 T1/2 Bobina de encendido del cilindro 2 T1/3 Bobina de encendido del cilindro 3 T1/4 Bobina de encendido del cilindro 4 10 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

12 Vistas del motor Vista de conjunto Vista del motor por la izquierda A16/1 Sensor de picado, detrás A16/4 Sensor de picado, delante B11/4 Sensor de temperatura del líquido refrigerante B28/6 Sensor de presión delante de la mariposa de estrangulación M1 Motor de arranque M16/6 Posicionador de mariposa R48 P Elemento calefactor del termostato de líquido refrigerante Y58/2 Válvula de ventilación del bloque motor, servicio de carga parcial Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 11

13 Vista de conjunto Vistas del motor Vista del motor por arriba 50 Turbocompresor por gases de escape 50/2 Cápsula de depresión de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación B4/25 Sensor de presión y temperatura del combustible B6/15 Sensor Hall del árbol de levas de admisión B6/16 Sensor Hall del árbol de levas de escape B17/13 Sensor de temperatura del aire de sobrealimentación detrás de la mariposa de estrangulación B28/7 Sensor de presión detrás de la mariposa de estrangulación N3/10 Unidad de control ME (electrónica del motor) P Y31/5 Convertidor de presión, regulación de la presión de sobrealimentación Y49/1 Electroimán de ajuste del árbol de levas de admisión Y49/2 Electroimán de ajuste del árbol de levas de escape Y76/1 Inyector de combustible del cilindro 1 Y76/2 Inyector de combustible del cilindro 2 Y76/3 Inyector de combustible del cilindro 3 Y76/4 Inyector de combustible del cilindro 4 Y133 Válvula de conmutación de la bomba de líquido refrigerante 12 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

14 Vistas del motor Vista de conjunto Vista del motor por abajo P S43 Interruptor de control del nivel de aceite Y130 Válvula de la bomba de aceite del motor Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 13

15 Vista de conjunto Datos del motor Serie BR 204 Designación del motor C 180 CGI desde 09/2009 C 180 desde 06/2012 M 271 EVO M 274 Ejecución de motor Cilindrada cm Potencia nominal kw a rpm Par motor nominal Nm a rpm Relación de compresión ε 9,8 : 1 10,3 : 1 Norma de gases de escape Disposición/ número de cilindros EU 5 R4 Válvulas 4 Alimentación de aire Regulación de la presión de sobrealimentación Presión de sobrealimentación Turbocompresor por gases de escape con refrigeración del aire de sobrealimentación por presión de sobrealimentación por depresión bares 1,2 1,1 Diámetro mm 82,0 83,0 Carrera mm 85,0 73,7 Distancia entre cilindros mm 90,0 Longitud de biela mm 143,5 152,2 Inyección Inyección directa (DE) 14 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

16 Datos del motor Vista de conjunto Desarrollo del par motor y de potencia en el M 274 P Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 15

17 Vista de conjunto Medidas para la reducción de emisiones de CO2 Gestión térmica Con la gestión térmica controlada por la unidad de control ME se regula la temperatura del líquido refrigerante del motor. Al alcanzarse más rápidamente la temperatura óptima de servicio se reducen las emisiones de gases de escape y se mejora el confort de calefacción. Fase de postarranque En la fase de postarranque, la unidad de control ME envía una señal a la válvula de conmutación de la bomba de líquido refrigerante. Acto seguido se desconecta la bomba. Mediante la interrupción de la circulación de líquido refrigerante se consigue un calentamiento más rápido del motor y, como consecuencia, una reducción de las emisiones de gases de escape. Calefactado del termostato de líquido refrigerante La temperatura del líquido refrigerante en el motor es regulada de forma variable mediante el termostato calefactable. En el termostato se encuentra un elemento calefactor. El elemento calefactor es activado por la unidad de control ME con una señal de masa y ajusta de modo adecuado a la demanda, a través del elemento de cera dilatable, las posiciones de una corredera esférica giratoria. Regulación del ventilador La unidad de control ME activa el motor de ventilador. En este contexto, la unidad de control ME prescribe el número de revoluciones nominal del ventilador mediante una señal modulada por anchura de impulsos (señal PWM). El ciclo de trabajo de la señal PWM abarca desde un 10 % hasta un 90 %. En este sentido significan, p. ej.,: 10% motor de ventilador "DESCON." 20% motor de ventilador "CON.", número de revoluciones mínimo 90% motor de ventilador "CON.", número máximo de revoluciones En caso de producirse una activación defectuosa, el motor del ventilador gira a un número de revoluciones máximo (funcionamiento de emergencia del ventilador). La unidad de control y mando del climatizador automático transmite, por la red CAN del habitáculo y la red CAN del tren de rodaje, el estado del aire acondicionado a la unidad de control ME. Funcionamiento posterior del ventilador El motor del ventilador sigue funcionando hasta 5 minutos después de "encendido DESCON.", si la temperatura del líquido refrigerante o la temperatura del aceite del motor han sobrepasado los valores máximos prescritos. La relación duración-periodo de la señal PWM es de como máx. el 40% durante el funcionamiento posterior del ventilador. Si durante el postfuncionamiento disminuye excesivamente la tensión de la batería, se suprime el funcionamiento posterior del ventilador. 16 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

18 Persiana de radiador La Clase C recibe, en combinación con el motor 274, una persiana de radiador regulable con la cual se puede regular la corriente de aire a través del módulo de refrigeración y, respectivamente, a través del vano motor. Delante de la rueda de ventilador están dispuestas las aletas radiales de la persiana del radiador, distribuidas por el contorno circular e integradas en el marco del ventilador. Las aletas se pueden abrir y cerrar mediante un elemento de ajuste fijado al módulo de refrigeración. Mediante el cierre de la persiana del radiador se consigue una menor resistencia aerodinámica y se reduce así el consumo de combustible. Adicionalmente se reduce el enfriamiento del vano motor y se amortigua el ruido exterior del motor. El elemento de ajuste de la persiana del radiador es activado por la unidad de control ME, tras el arranque del motor, con una señal de masa. Con ello se forma depresión en la cápsula de depresión y la persiana del radiador se cierra a través del elemento de ajuste y el correspondiente varillaje. Una especial ventaja de la persiana regulable del radiador es la influencia positiva sobre la aerodinámica y el consiguiente potencial de reducción en el consumo de combustible. Además, en estado cerrado, la persiana del radiador permite: Alcanzar pronto la temperatura de servicio Un aumento del confort de calefacción Una reducción adicional del ruido del motor Medidas para la reducción de emisiones de CO2 Protección contra sobrecalentamiento La protección contra sobrecalentamiento protege, en caso de sobrecarga térmica, contra averías del motor y contra daños por sobrecalentamiento en el catalizador. En caso de ser demasiado alta la temperatura del líquido refrigerante o la temperatura del aire de sobrealimentación, se desplaza el momento de encendido, en función del número de revoluciones del motor y de la carga del motor, en dirección a "retardo". La corrección en dirección a "retardo" es controlada por diagrama característico por parte de la unidad de control ME. La variación del momento de encendido comienza a una temperatura del líquido refrigerante de aprox. 90 C y a una temperatura del aire de sobrealimentación de aprox. 20 C. La variación del momento de encendido en dirección a "retardo" es p. ej.: 2 KW a 100 C del líquido refrigerante, 20 C del aire de sobrealimentación y plena carga 8 KW a 100 C del líquido refrigerante, 60 C del aire de sobrealimentación y plena carga 11 KW a 125 C del líquido refrigerante, 60 C del aire de sobrealimentación y plena carga Adicionalmente, la unidad de control ME activa el elemento calefactor del termostato de líquido refrigerante, para que el termostato abra completamente y se enfríe así todo el líquido refrigerante a través del radiador del motor. Vista de conjunto Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 17

19 Sistema mecánico Bloque motor El bloque motor del motor 274 consta de fundición inyectada de aluminio y está fabricado en ejecución de cilindros salientes. Mediante varios refuerzos transversales y longitudinales se consigue una gran rigidez. Los sombreretes de bancada y las camisas son de fundición gris. 1 Bloque motor 2 Tapa del cárter de distribución 3 Sombrerete de bancada 4 Filtro de aceite 5 Deflector 6 Tornillos de sombrerete de bancada 30 Bomba de aceite del motor P b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

20 Entrada y salida de aire La entrada y salida de aire del motor 274 tiene lugar a través de un separador de aceite, una ventilación de carga parcial y una ventilación de plena carga. La entrada de aire al bloque motor se realiza a través de la tubería del tubo de aspiración de aire. La salida de aire en servicio de carga parcial se realiza desde el separador de aceite hacia el distribuidor de aire de sobrealimentación. Bloque motor La salida de aire en servicio de plena carga se realiza desde el separador de aceite hacia el tubo de aspiración de aire. En la tubería de salida de aire de plena carga se encuentra un elemento calefactor que impide la congelación del sistema de ventilación del bloque motor. La extracción de los gases blow-by tiene lugar a través de la tubería de salida de aire del separador de aceite, desde la boca de llenado de aceite hacia el separador de aceite. La tubería de salida de aire está unida al separador de aceite a través de un canal en el bloque motor. Sistema mecánico 1 Salida de aire del separador de aceite 2 Separador de aceite 3 Ventilación del motor 4 Válvula de regeneración 5 Empalme de la ventilación del depósito de combustible P R39/2 Elemento calefactor, tubería de salida de aire, servicio de plena carga Y58/2 Válvula de ventilación del bloque motor, servicio de carga parcial A Ventilación con carga parcial B Ventilación con plena carga C Entrada y salida de aire Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 19

21 Sistema mecánico Cárter de aceite El cárter de aceite está fabricado de fundición inyectada de aluminio, con lo cual se consigue una gran rigidez. Las nervaduras del cárter de aceite están realizadas de manera que se reduce la radiación sonora. En el motor 274, el tubo guía de la varilla indicadora del nivel de aceite está dispuesto detrás, a la izquierda. El interruptor de control del nivel de aceite está dispuesto detrás, en el cárter de aceite. Para la alimentación de aceite del motor se utiliza una bomba de aceite del motor, accionada por el cigüeñal mediante una cadena dentada. La presión del aceite de motor se regula a través de la válvula de la bomba de aceite del motor. Ésta es conmutada por la unidad de control ME según diagrama característico y de forma adecuada a la necesidad. Cárter de aceite P Cárter de aceite 2 Tubo guía de la varilla indicadora del nivel de aceite 30 Bomba de aceite del motor S43 Y130 Interruptor de control del nivel de aceite Válvula de la bomba de aceite del motor 20 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

22 Las cavidades de los pistones de fundición están adaptadas al procedimiento de combustión y a la disposición de los inyectores de combustible. En comparación con el motor predecesor M 271 EVO, se ha reducido la carrera de 85 mm a 73,7 mm y se aumentó así 8,7 mm la longitud de biela. Mecanismo cigüeñal El diámetro de los pistones se aumentó 1 mm. Mediante un nuevo diseño de los pistones se pudo mantener el peso de los pistones ahora más grandes. Para reducción de peso, el cigüeñal es de fundición hueca y dispone de cuatro contrapesos. Sistema mecánico Mecanismo cigüeñal P Pistones 2 Contrapesos 3 Cigüeñal Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 21

23 Sistema mecánico Culata La culata consta de una aleación de aluminio de gran resistencia. Los canales de admisión especialmente diseñados generan en la cámara de combustión el necesario movimiento de la carga. Cada cilindro presenta cuatro válvulas. El control de las válvulas tiene lugar a través de dos árboles de levas. Para cada árbol de levas hay montados dos sujetadores. La realización del ciclo de admisión y escape y el movimiento de la carga en el motor 274 originan: Un alto par de giro en un amplio margen de revoluciones Reducido consumo de combustible Bajas emisiones de los gases de escape A través de la correspondiente configuración de la culata, se genera para ello una turbulencia suficientemente alta, que mejora todavía más el proceso de combustión. Culata P A Sujetador del árbol de levas con espiga 22 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

24 A través de la transmisión por correa, la polea del cigüeñal acciona la bomba de líquido refrigerante, el alternador y el compresor de agente frigorígeno. Transmisión por correa El accionamiento tiene lugar mediante una correa de nervios trapezoidales de bajo mantenimiento, que se tensa a través un tensor de correa automático con rodillo tensor. Sistema mecánico Transmisión por correa P Polea de inversión 2 Tensor de correa 3 Polea de correa del cigüeñal 40 Bomba de líquido refrigerante A9 G2 Compresor de agente frigorígeno Alternador Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 23

25 Sistema mecánico Transmisión por cadena y regulación del árbol de levas Los árboles de levas son accionados por el cigüeñal a través de una cadena dentada. A la transmisión por cadena pertenecen dos rieles guía y un riel tensor. El alojamiento de los rieles está configurado completamente sin contactos con la tapa del cárter de distribución. Como consecuencia se consigue una reducción de ruidos notable. La bomba de aceite del motor es accionada por el cigüeñal a través de una segunda cadena dentada. Transmisión por cadena 1 Rueda dentada del árbol de levas de admisión 2 Rueda dentada del árbol de levas de escape 3 Riel guía de la cadena dentada, arriba 4 Riel tensor 5 Tensor de cadena hidráulico 6 Cadena dentada de los árboles de levas 7 Rueda dentada del cigüeñal 8 Cadena dentada de la bomba de aceite del motor P Riel guía de la cadena dentada de la bomba de aceite del motor 10 Riel guía de la cadena dentada 30 Bomba de aceite del motor Y49/1 Electroimán de ajuste del árbol de levas de admisión Y49/2 Electroimán de ajuste del árbol de levas de escape 24 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

26 Transmisión por cadena y regulación del árbol de levas Con la regulación de árboles de levas se puede regular el árbol de levas de admisión hasta 30 KW (ángulo del cigüeñal) en sentido de "avance" y el árbol de levas de escape, hasta 40 KW en sentido de "retardo". De esta forma se puede modificar dentro de amplios límites el cruce de válvulas en el ciclo de admisión y escape. Como consecuencia se optimiza el desarrollo del par motor, se reduce el consumo de combustible y se mejora el comportamiento de los gases de escape. Para la regulación de árboles de levas, la unidad de control ME activa el electroimán de ajuste del árbol de levas de admisión y el electroimán de ajuste del árbol de levas de escape, con señales moduladas por anchura de impulsos de 150 Hz. La activación tiene lugar dependiendo de un diagrama característico en el margen de carga parcial y de plena carga, y permite, según el ciclo de trabajo de las señales PWM, la regulación continua de los árboles de levas. La posición del árbol de levas de admisión es registrada por el sensor Hall del árbol de levas de admisión y la posición del árbol de levas de escape, por el sensor Hall del árbol de levas de escape, y comunicada a la unidad de control ME como señal de tensión. Sistema mecánico Esquema de funcionamiento de la regulación del árbol de levas P B6/15 Sensor Hall del árbol de levas de admisión B6/16 Sensor Hall del árbol de levas de escape B11/4 Sensor de temperatura del líquido refrigerante B28/7 Sensor de presión detrás de la mariposa de estrangulación B70 Sensor Hall del cigüeñal (con detección del sentido de giro) N3/10 Unidad de control ME Y49/1 Electroimán de ajuste del árbol de levas de admisión Y49/2 Electroimán de ajuste del árbol de levas de escape Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 25

27 Combustión Alimentación de aire Uno de los objetivos esenciales de la alimentación de aire es configurar las vías de circulación de manera que presenten la menor resistencia posible y conseguir condiciones de flujo favorables bajo todas las circunstancias presentes. La conducción del aire en la caja del filtro de aire se ha configurado de manera que son mínimas las resistencias a la circulación. El tubo de aspiración está ejecutado como tubo de dos capas. Conducción del aire de admisión P Caja del filtro de aire A Aire de admisión no filtrado B Aire de admisión filtrado 26 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

28 La bomba de depresión genera un vacío para la alimentación del sistema de depresión. El vacío se almacena en el acumulador de depresión y abastece así a todos los consumidores conectados. Sistema de depresión Para la regulación de la presión de sobrealimentación y de la bomba de líquido refrigerante se activan electroneumáticamente las correspondientes cápsulas de depresión. El elemento de ajuste de la persiana del radiador está unido a la bomba de depresión a través de un sistema distribuidor. Combustión Sistema de depresión representado esquemáticamente P Bomba de depresión 12 Tubo distribuidor del aire de sobrealimentación 12/1 Acumulador de depresión 40 Bomba de líquido refrigerante 40/2 Cápsula de depresión de la bomba de líquido refrigerante 50 Turbocompresor por gases de escape 50/2 Cápsula de depresión de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación Y31/5 Convertidor de presión, regulación de la presión de sobrealimentación Y84 Y133 Elemento de ajuste de la persiana del radiador Válvula de conmutación de la bomba de líquido refrigerante A B C D E Alimentación de depresión a través del acumulador de depresión Depresión para el control de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación Depresión para el control de la bomba de líquido refrigerante Depresión para el control del elemento de ajuste de la persiana del radiador Depresión hacia el amplificador de la fuerza de frenado Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 27

29 Combustión Sobrealimentación Mediante la sobrealimentación se mejora el grado de llenado del cilindro. Con ello aumentan el par motor y la potencia del motor. La unidad de control ME calcula para la mayor masa de aire el correspondiente caudal de combustible. La regulación de la presión en el turbocompresor por gases de escape tiene lugar a través de una compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación, así como mediante una función de aire circulante. Un silenciador reduce las fluctuaciones de la presión de sobrealimentación y los ruidos de pulsación. El componente principal de la sobrealimentación es un turbocompresor por gases de escape, de un escalón, dimensionado para C. El turbocompresor está soldado, como módulo, al colector de escape en el lado de escape del motor. Turbocompresor por gases de escape P /1 Compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación 50/2 Cápsula de depresión de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación 50/3 Silenciador 50/4 Colector de escape Y101 Válvula de conmutación de aire circulante en régimen de retención A B C D Tubería de afluencia del líquido refrigerante Tubería de retorno del líquido refrigerante Tubería de afluencia del aceite del motor Tubería de retorno del aceite del motor 28 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

30 El turbocompresor por gases de escape aspira aire del exterior a través del filtro de aire en la entrada del compresor y lo conduce, a través de la salida del compresor, al tubo de aire de sobrealimentación delante del refrigerador del aire de sobrealimentación. Mediante el número de revoluciones alto de la rueda de compresor y el consiguiente caudal volumétrico elevado, el aire en el tubo de aire de sobrealimentación se comprime hasta un presión de sobrealimentación de 1,1 bares como máximo. Sobrealimentación El aire de sobrealimentación fluye, a través de una tubería de aire de sobrealimentación, hacia el refrigerador del aire de sobrealimentación. Éste enfría a continuación el aire de sobrealimentación comprimido y calentado, y lo conduce al tubo distribuidor del aire de sobrealimentación a través de una tubería de aire de sobrealimentación. Combustión Circulación del flujo de aire de admisión/aire de sobrealimentación P Tubo distribuidor del aire de sobrealimentación 50 Turbocompresor por gases de escape 50/1 Compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación 50/2 Cápsula de depresión de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación 50/3 Silenciador 50/4 Colector de escape 110/1 Tubería de aspiración 110/2 Tubería del aire de sobrealimentación hacia el refrigerador del aire de sobrealimentación 110/3 Refrigerador del aire de sobrealimentación 110/4 Tubería del aire de sobrealimentación hacia la mariposa B17/12 Sensor de temperatura del aire de sobrealimentación delante de la mariposa de estrangulación B17/13 Sensor de temperatura del aire de sobrealimentación detrás de la mariposa de estrangulación B28/5 Sensor de presión detrás del filtro de aire B28/6 Sensor de presión delante de la mariposa de estrangulación B28/7 Sensor de presión detrás de la mariposa de estrangulación M16/6 Posicionador de mariposa Y101 Válvula de conmutación de aire circulante en régimen de retención A Gas de escape B Aire de admisión C Aire de sobrealimentación (no enfriado) D Aire de sobrealimentación (enfriado) Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 29

31 Combustión Sobrealimentación Regulación de la presión de sobrealimentación En el motor 274, la regulación de la presión de sobrealimentación tiene lugar de modo electroneumático a través del convertidor de presión de regulación de la presión de sobrealimentación. La depresión se genera mediante una bomba de depresión mecánica adosada al motor. El convertidor de presión es activado por la unidad de control ME, en función de la carga y de un diagrama característico, para efectuar la regulación de la presión de sobrealimentación. La unidad de control ME evalúa para ello los siguientes sensores del sistema de gestión del motor: Sensor de temperatura del aire de sobrealimentación detrás de la mariposa de estrangulación Sensor de presión delante de la mariposa, presión de sobrealimentación Sensor de presión detrás de la mariposa, presión de sobrealimentación Sensor de presión detrás del filtro de aire Sensor del pedal acelerador, requerimiento de carga por el conductor Sensor Hall del cigüeñal (con detección del sentido de giro), número de revoluciones del motor Protección contra sobrecarga del cambio, protección contra sobrecalentamiento Sistema de depresión de la regulación de la presión de sobrealimentación P Bomba de depresión 12 Tubo distribuidor del aire de sobrealimentación 12/1 Acumulador de depresión 50 Turbocompresor por gases de escape 50/2 Cápsula de depresión de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación Y31/5 Convertidor de presión, regulación de la presión de sobrealimentación A Alimentación de depresión a través del acumulador de depresión B Depresión para el control de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación 30 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

32 En el margen de plena carga se genera la presión de sobrealimentación máxima. Para reducir la presión de sobrealimentación, la corriente de gases de escape para el accionamiento de la turbina del sobrealimentador, se desvía por un by-pass mediante la apertura de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación. El acumulador de depresión abastece depresión al convertidor de presión de la regulación de la presión de sobrealimentación. Éste activa la cápsula de depresión de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación. Acto seguido, la cápsula de depresión abre, a través de un varillaje, la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación, que cierra el by-pass. La compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación permite que la corriente de gases de escape eluda (canal by-pass) la rueda de turbina, con lo cual se regula la presión de sobrealimentación y se limita el número de revoluciones de la turbina. De esta forma, la presión de sobrealimentación hasta 1,1 bares como máximo, se puede adaptar al requerimiento de carga momentáneo del motor. Para la vigilancia de la presión de sobrealimentación actual, el sensor de presión delante de la mariposa envía la correspondiente señal de tensión a la unidad de control ME. El sensor de presión detrás del filtro de aire, que se encuentra en la tubería de aspiración delante del turbocompresor por gases de escape, le sirve a la unidad de control ME para vigilar la sobrealimentación. La temperatura del aire de sobrealimentación es registrada en el tubo distribuidor del aire de sobrealimentación por el sensor de temperatura del aire de sobrealimentación detrás de la mariposa, y es enviada a la unidad de control ME en forma de una señal de tensión. Sobrealimentación Aire circulante en régimen de retención El turbocompresor por gases de escape sigue girando algún tiempo después de comenzar el régimen de retención, debido a la inercia de masas del árbol, de la rueda del compresor y de la rueda de turbina. Al cerrar rápidamente el posicionador de mariposa retorna, por este motivo, una onda de presión del aire de sobrealimentación al turbocompresor por gases de escape. Esta fluctuación de presión ocasionaría en la rueda de compresor un estado con bajo volumen de suministro y altas relaciones de presión, lo que conduce al denominado bombeo del turbocompresor (breve aullido y solicitación mecánica). La apertura de la válvula de conmutación del aire circulante en régimen de retención impide este efecto mediante la rápida reducción de presión, a través de un canal by-pass en el lado de aspiración del turbocompresor por gases de escape. Si la unidad de control ME reconoce una transición de servicio con carga a servicio de retención, se activa entonces la válvula de conmutación de aire circulante en régimen de retención. Acto seguido, una membrana integrada en la válvula de conmutación de aire circulante en régimen de retención abre el canal by-pass, que elude el paso por la rueda de compresor, y se reduce la presión de sobrealimentación. En servicio de carga del motor se cierra el canal bypass por parte de la membrana sometida a presión de sobrealimentación. Combustión Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 31

33 Combustión Sistema de inyección Bomba de alta presión La bomba de alta presión está dispuesta arriba en la culata. La presión máxima de alimentación de la bomba de alta presión es de 200 bares. El accionamiento de la bomba de alta presión tiene lugar mecánicamente, a través del arrastrador, por parte del árbol de levas de admisión. De esta manera, el caudal de alimentación de la bomba de alta presión está en función del número de revoluciones. En el movimiento ascendente del pistón de bomba se somete a presión el volumen de combustible en el cilindro de bomba. Al alcanzarse la presión del sistema se abre la válvula de escape y el combustible es impulsado al rail a través de la tubería de alta presión. Una válvula limitadora de presión protege a la bomba de alta presión contra una formación excesiva de presión. Inyección directa Para la generación de alta presión se aplica una bomba de alta presión (bomba de vástago único) con válvula reguladora de caudal integrada. El combustible es dirigido, a través de un rail de alta presión, a los inyectores de combustible en disposición central, que lo inyectan en la cámara de combustión. Los inyectores de alta presión de nuevo desarrollo, equipados con módulos piezoactuadores, están en disposición de efectuar hasta cinco inyecciones muy precisas por ciclo. 32 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

34 Sistema de inyección Combustión Bomba de alta presión P Bomba de alta presión 19/1 Empujador hidráulico 19/2 Racor de empalme de baja presión 19/3 Válvula limitadora de presión 19/4 Amortiguador de pulsaciones de baja presión 19/5 Aguja de flotador 19/6 Émbolo 19/7 Anillo toroidal 19/8 Válvula de escape de alta presión 19/9 Racor de empalme de alta presión Y94 A B Válvula reguladora de caudal Margen de alta presión Margen de baja presión Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 33

35 Combustión Rail Sistema de inyección En el motor 274 se monta un rail soldado de acero inoxidable. El rail sirve como acumulador de alta presión para el combustible. Mediante la función acumuladora del rail se amortiguan oscilaciones que se producen en el proceso de inyección. Regulación de la presión del rail La válvula reguladora de caudal está dispuesta en la bomba de alta presión y es activada, de modo adecuado a la necesidad, por la unidad de control ME con una señal PWM. El caudal suministrado de combustible es limitado en cada carrera de suministro por el momento variable de cierre de la válvula reguladora de caudal y es regulado de esta manera. La bomba de alta presión sólo suministra el combustible que necesita el motor. Según el estado de servicio del motor, tiene lugar así una regulación de la presión del rail desde 130 bares hasta 200 bares. La presión del rail momentánea y la temperatura del combustible son registradas por el sensor de presión y temperatura del combustible y transmitidas a la unidad de control ME en forma de señales de tensión. Al parar el motor, la válvula reguladora de caudal deja de recibir corriente, con lo cual ya no se puede formar más presión en la cámara de alta presión de la bomba. La presión existente del rail se mantiene largo tiempo también tras desconectar el motor. i Indicación! Las tuberías de combustible de alta presión, de acero inoxidable, pueden utilizarse de nuevo en caso de reparación. Debe localizarse la correspondiente prescripción de comprobación en el WIS. 34 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

36 Sistema de inyección Combustión Rail con inyectores de combustible P Rail B4/25 Sensor de presión y temperatura del combustible Y76/1 Inyector de combustible del cilindro 1 Y76/2 Inyector de combustible del cilindro 2 Y76/3 Inyector de combustible del cilindro 3 Y76/4 Inyector de combustible del cilindro 4 Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 35

37 Combustión Sistema de inyección Inyectores de combustible Los inyectores de combustible inyectan en un momento determinado un volumen calculado de combustible finamente pulverizado en la cámara de combustión del respectivo cilindro. Un módulo de acoplador integrado en el inyector de combustible garantiza la inexistencia de juego longitudinal en el módulo de inyector y en el módulo piezoactuador. Los inyectores de combustible están libres de retornos de combustible. La afluencia de combustible está estanqueizada en el rail, por el lado de alta presión, con un kit de estanqueidad compuesto por anillo toroidal y anillos de apoyo. El estanqueizado del inyector de combustible hacia la culata se efectúa mediante un anillo de teflón. Los inyectores de combustible se conectan con extrema rapidez y pueden inyectar también los volúmenes más pequeños de combustible. Por motivo de la alta presión de combustible desde 130 bares hasta 200 bares, el inyector que abre hacia el exterior forma un chorro cónico hueco estable bajo todas las condiciones de funcionamiento. A través de una etapa final integrada, la unidad de control ME genera la tensión de servicio desde 140 V hasta 210 V para los inyectores de combustible y activa los inyectores de combustible con una señal de masa. La carrera de la aguja de inyector es aquí aprox. 35 µm. El módulo piezoactuador representa una carga capacitiva para la unidad de control ME. Al abrirse fluye durante unos pocos microsegundos una corriente de aprox. 8 A. La unidad de control ME invierte la polaridad del módulo para provocar su apertura y cierre. Los breves tiempos de conmutación de los piezoinyectores permiten, durante un ciclo de combustión, inyecciones múltiples con pausas cortas. i Indicación! Paralelamente al módulo de actuador piezoeléctrico hay dispuesta una resistencia de descarga con 220 kω. Este valor puede medirse en las conexiones eléctricas de los inyectores de combustible. Desde cada inyector de combustible conducen dos cables directamente a la unidad de control ME. Las mediciones de corriente y tensión en estos cables sólo está permitido realizarlas con pinzas de medición exentas de potencial. a Atención! En caso de invertir la polaridad de los cables del inyector de combustible a la unidad de control ME, se daña el inyector de combustible! Si se produce un cortocircuito a masa en los cables se avería la unidad de control ME. En cada desmontaje se deben recubrir ambos extremos del inyector de combustible con caperuzas protectoras limpias porque, de lo contrario, cada contacto con otros componentes puede originar daños. 36 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

38 Sistema de inyección Combustión Estructura del inyector de combustible (representación en sección) P Anillo de teflón 2 Grupo de válvulas 3 Módulo de actuador piezoeléctrico 4 Acoplador 5 Anillo toroidal 6 Alta presión del combustible 7 Conexión eléctrica i Indicación! Tras efectuar un desmontaje de los inyectores de combustible, al llevar a cabo el montaje de los mismos deben renovarse todas las juntas en el inyector de combustible y en el rail, así como los muelles de sujeción. i Indicación! Se debe limpiar esmeradamente la zona circundante de la tubería de combustible a abrir. No debe introducirse suciedad en el sistema de inyección, ya que de lo contrario se produciría un fallo del mismo. Para el montaje o desmontaje de los inyectores de combustible se ha de utilizar la correspondiente herramienta especial (W ). No utilizar ningún extractor por percusión, ya que el rail está soldado! Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 37

39 Combustión Sistema de combustible Alimentación de combustible La alimentación de combustible proporciona en todas las condiciones de funcionamiento combustible filtrado, en suficiente cantidad y con suficiente presión, poniéndolo a disposición de la bomba de alta presión. La bomba de alta presión conduce entonces el combustible a los inyectores de combustible. Sistema de baja presión de combustible La conexión de la bomba de combustible tiene lugar cuando la unidad de control de la bomba de combustible recibe la señal "bomba de combustible CON.". Esta señal es enviada redundantemente tanto por la unidad de control ME en forma de señal CAN a través de la red CAN de la cadena cinemática, como también directamente. Adicionalmente, la unidad de control de la bomba de combustible recibe de la unidad de control ME la señal CAN "presión nominal de combustible". La unidad de control de la bomba de combustible registra la presión actual de combustible mediante una señal de tensión del sensor de presión del combustible y envía esta información, a través de la red CAN de la cadena cinemática, a la unidad de control ME. La unidad de control de la bomba de combustible evalúa la presión actual de combustible, la compara con la presión nominal y activa correspondientemente la bomba de combustible con una señal PWM, de tal manera que el valor real corresponda al valor nominal. Para determinar la presión nominal (demanda de combustible), la unidad de control ME evalúa la presión de combustible y el requerimiento de carga. Según la demanda se regula, con una presión entre 4,0 bares y 6,7 bares, el caudal de alimentación máximo de 130 l/h. En caso de activación, la bomba de combustible succiona el combustible del módulo de alimentación y lo bombea, a través del filtro de combustible, hacia la bomba de alta presión (sistema de un conducto sin tubería de retorno). La válvula de rebose en el filtro de combustible abre a una presión de aprox. 7 bares hasta aprox. 9 bares. Delante del filtro de combustible se extrae, a través de un racor en T, combustible que impulsa a la bomba de chorro aspirante con 20 hasta 40 l/h. Esta bomba de chorro aspirante impulsa el combustible desde la cámara izquierda del depósito de combustible al módulo de alimentación de combustible (en la cámara derecha del depósito de combustible) e impide así un vaciado unilateral. En la afluencia del filtro de combustible se encuentra una válvula de retención que impide la reducción de la presión, estando desconectada la bomba de combustible. Sistema de alta presión de combustible En el circuito de alta presión se genera la alta presión del combustible necesaria para la inyección directa, de hasta 200 bares, se regula y se almacena en el rail. En el rail hay dispuesto un sensor de presión y temperatura, que registra la presión del combustible y vigila la temperatura del combustible. Para la regulación de la alta presión del combustible, la unidad de control ME entra por lectura las señales del sensor de presión y temperatura del combustible. En la bomba de alta presión se encuentra una válvula reguladora de caudal. Esta válvula regula, según la presión nominal, el caudal de combustible que se conduce al elemento de bomba para su compresión. La bomba de alta presión comprime el combustible hasta 200 bares como máximo y lo impulsa al rail a través de una tubería de alta presión. En el sistema de alta presión no se puede reducir la presión de forma activa. Por este motivo, en el servicio de retención y tras la parada del motor se puede formar, por calentamiento del sistema de alta presión, una presión de hasta 270 bares. 38 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

40 Mediante el amortiguador de presión de combustible se eliminan las pulsaciones de la presión de combustible (p. ej. en caso de aceleración muy baja o muy fuerte). En el rail se almacena el combustible y se inyecta, finamente pulverizado por los inyectores de combustible, en la correspondiente cámara de combustión. Sistema de combustible Al parar el motor, la válvula reguladora de caudal deja de recibir corriente, con lo cual ya no se puede formar más presión en la cámara de alta presión de la bomba de alta presión. La presión existente del rail se mantiene largo tiempo también tras desconectar el motor. Combustión Sistema de alta presión de combustible P Bomba de alta presión 19/1 Empujador hidráulico 20 Rail A Baja presión del combustible (del depósito de combustible) B Alta presión del combustible (hacia el rail) B4/25 Sensor de presión y temperatura del combustible Y76/1 Inyector de combustible del cilindro 1 Y76/2 Inyector de combustible del cilindro 2 Y76/3 Inyector de combustible del cilindro 3 Y76/4 Inyector de combustible del cilindro 4 Y94 Válvula reguladora de caudal Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 39

41 Combustión Sistema de combustible Corte de combustible de seguridad Para garantizar la seguridad vial y de los pasajeros tiene lugar, bajo determinadas condiciones, un corte de combustible de seguridad. La unidad de control ME controla el corte de combustible de seguridad en base a los siguientes sensores y señales: Sensor Hall del cigüeñal (con detección del sentido de giro) Número de revoluciones del motor Posicionador de mariposa, posición de la mariposa Unidad de control del sistema de retención de seguridad, señal de choque directa y señal de choque indirecta a través de la red CAN del tren de rodaje El corte de combustible de seguridad es activado por la unidad de control ME en caso de averías mecánicas del posicionador de mariposa, en caso de faltar la señal del número de revoluciones del motor y en caso de una señal de choque. Fallos mecánicos en el posicionador de mariposa Si la unidad de control ME detecta un fallo mecánico en el posicionador de mariposa mediante la evaluación de la posición de la mariposa, se limita el número de revoluciones del motor a aprox rpm en ralentí y a aprox rpm durante la marcha, mediante desconexión parcial de los inyectores de combustible. Señal inexistente del número de revoluciones del motor Si falta la señal del número de revoluciones del motor generada por la unidad de control ME, se desconecta la bomba de combustible a través de la unidad de control de la bomba de combustible. Señal de colisión Si la unidad de control ME recibe una señal de choque indirectamente a través de la red CAN del tren de rodaje, o directamente de la unidad de control del sistema de retención de seguridad, desconecta entonces directamente la bomba de combustible a través de la unidad de control de la bomba de combustible y a través de la red CAN de la cadena cinemática, así como la válvula reguladora de caudal. Para dejar sin presión el sistema de combustible, la unidad de control ME activa brevemente los inyectores de combustible. Regeneración La purga de aire del depósito de combustible no debe originar un escape de los vapores del combustible a la atmósfera. Estando en funcionamiento el motor, los vapores de combustible acumulados en el depósito de carbón activado son aspirados mediante la válvula de conmutación de regeneración y se queman en el motor. Para efectuar la regulación del volumen de regeneración, la válvula de conmutación de regeneración es activada por la unidad de control ME por el lado de masa mediante señal PWM con una frecuencia entre 10 Hz y 30 Hz. El volumen de regeneración se determina mediante procesos permanentes de apertura y cierre de la válvula de conmutación de regeneración, con tiempos de conexión de diferente duración. i Indicación! La regulación del número de revoluciones de ralentí impide que se produzcan modificaciones del número de revoluciones, debido a la regeneración, al funcionar el motor al ralentí. La mezcla de combustible y aire se empobrece en función de la carga de vapores de combustible existente en el depósito de carbón activado. 40 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

42 Sistema de combustible Combustión Esquema de funcionamiento del sistema de regeneración B11/4 Sensor de temperatura del líquido refrigerante B17/12 Sensor de temperatura del aire de sobrealimentación delante de la mariposa de estrangulación B17/13 Sensor de temperatura del aire de sobrealimentación detrás de la mariposa de estrangulación B28/7 Sensor de presión detrás de la mariposa de estrangulación P B70 Sensor Hall del cigüeñal (con detección del sentido de giro) G3/1b1 Elemento de sensor de la sonda lambda detrás del catalizador G3/2b1 Elemento de sensor de la sonda lambda delante del catalizador N3/10 Unidad de control ME Y58/1 Válvula de conmutación de regeneración Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 41

43 Combustión Sistema de gases de escape Depuración de los gases de escape La tarea de la depuración de los gases de escape es la reducción de las emisiones de los gases de escape: Óxidos de nitrógeno (NOx) Hidrocarburos (HC) Monóxido de carbono (CO) Entre otras cosas, se tiene que alcanzar para ello rápidamente la temperatura de servicio del catalizador, con el fin de reducir las emisiones de los gases de escape en el arranque en frío. El sistema de escape consta de: Catalizador Elemento de desacoplamiento Silenciador previo Silenciador central Silenciador posterior Con ayuda de este sistema de escape se cumple la norma de gases de escape EU 5 vigente en el momento de inicio de la serie. Se ha considerado ya conceptualmente el cumplimiento de la norma de gases de escape EU 6. El elemento de desacoplamiento reduce la transmisión de oscilaciones del motor al sistema de escape. Sistema de escape P Catalizador 159 Elemento de desacoplamiento 160 Silenciador previo 161 Silenciador central 162 Silenciador posterior G3/1 Sonda lambda detrás del catalizador G3/2 Sonda lambda delante del catalizador 42 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

44 En la depuración de los gases de escape participan los siguientes sistemas parciales: Catalizador Elevación del punto de acoplamiento del cambio (en caso de cambio automático) Vigilancia del efecto del catalizador Catalizador Los contaminantes expulsados por el motor en los gases de escape son convertidos por el catalizador (catalizador de tres vías). Sistema de gases de escape Mediante oxidación se transforma el monóxido de carbono (CO) en dióxido de carbono (CO 2 ) y el hidrocarburo (HC) en agua (H 2 O) y dióxido de carbono (CO 2 ). Mediante reducción se transforman los óxidos de nitrógeno (NOx) en nitrógeno (N 2 ) y dióxido de carbono (CO 2 ). Combustión Efecto del catalizador representado esquemáticamente P Cuerpo cerámico 2 Esterilla de sujeción 3 Caja 4 Capa portante CO Monóxido de carbono CO 2 HC H 2 O N 2 NOx Dióxido de carbono Hidrocarburo Agua Nitrógeno Óxidos de nitrógeno Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 43

45 Combustión Sistema de gases de escape Elevación del punto de acoplamiento del cambio (en caso de cambio automático) La elevación del punto de acoplamiento del cambio hace que el catalizador alcance antes la temperatura de servicio tras el arranque del motor. La unidad de control ME controla la elevación del punto de acoplamiento del cambio solicitando, a través de la red CAN de la cadena cinemática, que la unidad de control de la gestión del cambio integrada totalmente desplace las curvas de acoplamiento. La elevación del punto de acoplamiento del cambio está activa durante 160 s como máximo y tiene lugar de modo exclusivamente electrónico. Vigilancia del efecto del catalizador Según las exigencias legales, las emisiones de hidrocarburos (emisiones HC) no deben sobrepasar un límite prescrito. La tarea de la vigilancia del efecto del catalizador es poder realizar, a partir de la capacidad de almacenamiento de oxígeno del catalizador, una declaración sobre su envejecimiento y, por lo tanto, sobre la conversión HC. El oxígeno almacenado en una fase de servicio pobre se elimina total o parcialmente en una fase de servicio rica. Debido al envejecimiento disminuyen la capacidad de almacenamiento de oxígeno y la conversión de HC del catalizador. Mediante la elevada capacidad de almacenamiento de oxígeno del catalizador se amortigua casi completamente la modificación del contenido de oxígeno detrás del catalizador. Esto tiene como consecuencia que la señal de sonda lamba detrás del catalizador presenta una amplitud pequeña y es casi constante. Con el catalizador a temperatura de servicio y regulación lambda autorizada, se comparan los valores de amplitud de las señales de sonda lambda delante y detrás del catalizador. Si el catalizador ya no presenta aptitud funcional, son iguales las señales de la sonda lambda delante y detrás del catalizador. En el margen prescrito del número de revoluciones del motor se producen varias mediciones en el margen inferior de carga parcial. Los resultados se comparan con un diagrama característico en la unidad de control ME. En caso de detección de avería, la unidad de control ME activa el testigo de control de diagnóstico del motor en el cuadro de instrumentos a través de la red CAN del tren de rodaje. 44 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

46 Sistema de gases de escape Combustión Esquema de funcionamiento del sistema de depuración de gases de escape P A1 Cuadro de instrumentos A1e58 Testigo de control de diagnóstico del motor B11/4 Sensor de temperatura del líquido refrigerante B70 Sensor Hall del cigüeñal (con detección del sentido de giro) G3/1b1 Elemento de sensor de la sonda lambda detrás del catalizador G3/2 b1 Elemento de sensor de la sonda lambda delante del catalizador N3/10 Unidad de control ME N30/4 Unidad de control del programa electrónico de estabilidad Y3/8n4 Unidad de control de la gestión del cambio integrada totalmente (en caso de cambio automático) CAN C CAN de la cadena cinemática CAN E CAN del tren de rodaje 1 Testigo de control de diagnóstico del motor, activación 2 Número de revoluciones de rueda, señal 3 Punto de conmutación, solicitud de elevación Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 45

47 Refrigeración y lubricación Refrigeración del motor Circuito de refrigeración La refrigeración del motor tiene lugar mediante refrigeración por flujo transversal. Esto garantiza que cada cilindro sea abastecido uniformemente con líquido refrigerante. Contrariamente a una refrigeración por flujo longitudinal se evita así, en caso de gran carga, una diferencia de temperaturas entre los cilindros. Un termostato regulado electrónicamente asegura una regulación de calentamiento controlada por diagrama característico. Mediante esta regulación es posible un rápido calentamiento de las cámaras de combustión durante la fase de calentamiento. La unidad de control ME influye entonces activamente sobre las temperaturas del líquido refrigerante en función del estilo de conducción y de las condiciones del entorno (p. ej. temperatura exterior). Termostato de líquido refrigerante El termostato de líquido refrigerante regula, para la gestión térmica, la temperatura del líquido refrigerante dentro de un margen desde 98 C hasta 108 C en función de la carga del motor. La activación del elemento calefactor tiene lugar, por el lado de masa, por parte de la unidad de control ME. A partir de aprox. 108 C está siempre completamente abierto el termostato de líquido refrigerante, independientemente de la regulación. Para reducir al mínimo las pérdidas de presión que se producen, el termostato de líquido refrigerante ha sido ejecutado con una corredera esférica giratoria para la regulación de los caudales volumétricos. Termostato de líquido refrigerante cerrado P Termostato de líquido refrigerante abierto P Caja del termostato de líquido refrigerante 48a Elemento de cera dilatable 48b Corredera esférica giratoria R48 Elemento calefactor del termostato de líquido refrigerante 48 Caja del termostato de líquido refrigerante 48a Elemento de cera dilatable 48b Corredera esférica giratoria R48 Elemento calefactor del termostato de líquido refrigerante 46 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

48 Bomba de líquido refrigerante Durante el servicio de calentamiento se desconecta la bomba de líquido refrigerante mediante una corredera esférica giratoria sometida a depresión, de manera que el líquido refrigerante no circula en el motor. Se consigue así un calentamiento acelerado del motor y, correspondientemente, una activación más rápida de las estrategias de funcionamiento ahorradoras de energía (p. ej. función de arranque y parada ECO). Refrigeración del motor Si hay presentes requerimientos de calefacción o de climatización, se activa entonces la bomba de líquido refrigerante de forma adecuada a la necesidad. La regulación de la bomba de líquido refrigerante está realizada de manera que el habitáculo se pueda calentar lo antes posible. Refrigeración y lubricación Bomba de líquido refrigerante P /1 Caja de la bomba de líquido refrigerante 40/2 Cápsula de depresión de la bomba de líquido refrigerante 40/3 Polea de correa 40/4 Corredera esférica giratoria Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 47

49 Refrigeración y lubricación Refrigeración del motor Circuito de líquido refrigerante representado esquemáticamente P Radiador del motor 2 Depósito de compensación del líquido refrigerante 3 Motor Intercambiador de calor de la calefacción 5 Intercambiador de calor del aceite del motor/líquido refrigerante 6 Refrigerador de aceite del cambio por líquido refrigerante (en caso de cambio automático) 40 Bomba de líquido refrigerante 48 Termostato de líquido refrigerante 50 Turbocompresor por gases de escape M13/5 Bomba de circulación del líquido refrigerante A Retorno de líquido refrigerante, circuito de refrigeración de baja temperatura B Retorno de líquido refrigerante al motor C Afluencia de líquido refrigerante D Salida de aire del circuito de líquido refrigerante 48 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

50 Refrigeración del motor Refrigeración y lubricación Sistema de depresión para control de la bomba de líquido refrigerante P Bomba de depresión 12 Tubo distribuidor del aire de sobrealimentación 12/1 Acumulador de depresión 40 Bomba de líquido refrigerante 40/2 Cápsula de depresión de la bomba de líquido refrigerante Y133 A C Válvula de conmutación de la bomba de líquido refrigerante Alimentación de depresión a través del acumulador de depresión Depresión para el control de la bomba de líquido refrigerante Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 49

51 Refrigeración y lubricación Refrigeración del motor P Distribución del líquido refrigerante P A Bloque motor, delante B Bloque motor, izquierda 50 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

52 Refrigeración del motor Refrigeración y lubricación Conducción del líquido refrigerante en la culata P A Flujo rápido (frío) B Flujo lento (caliente) Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 51

53 Refrigeración y lubricación Lubricación del motor Bomba regulada de aceite del motor La presión del aceite de motor se regula a través de la válvula en la bomba de aceite del motor. La unidad de control ME activa la válvula de la bomba de aceite del motor. Esto permite una conmutación, adecuada a la necesidad, de la presión de aceite entre 3,9 bares y 1,7 bares. De esta manera, la alimentación con aceite del motor en el circuito de aceite del motor se adapta óptimamente a la correspondiente necesidad. Al mismo tiempo disminuye la potencia de propulsión de la bomba de aceite del motor y, como resultado, la potencia de pérdida del motor. En cuanto se alcanza el nivel mínimo de aceite del motor, es registrado esto por el interruptor de control del nivel de aceite en el cárter de aceite y transmitido a la unidad de control ME. La presión del aceite de motor notificada a través del canal de regulación se modula en la válvula preselectora y actúa correspondientemente en el anillo de ajuste contra la fuerza del muelle de regulación opuesto. Con la posición del anillo de ajuste resulta la correspondiente excentricidad respecto al eje giratorio del rotor, aumentando el volumen de suministro a medida que es mayor la excentricidad. Bomba de aceite del motor P /1 Rueda de accionamiento 30/2 Muelle de regulación 30/3 Tapa de la bomba de aceite 30/4 Tubo de aspiración de aceite 30/5 Tamiz de aceite 30/6 Válvula preselectora 30/7 Rotor con aletas 30/8 Aro de ajuste 30/9 Canal de regulación 30/10 Cuerpo de la bomba de aceite Y130 Válvula de la bomba de aceite del motor 52 b Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274

54 Lubricación del motor Refrigeración y lubricación Esquema del circuito de aceite del motor M Bloque motor 2 Culata 3 Tensor de cadena con eyector de aceite 4 Módulo filtrante de aceite con bloqueo de marcha atrás y válvula de presión diferencial 5 Intercambiador de calor del aceite del motor/líquido refrigerante con válvula térmica 6 Colector de aceite 11 Bomba de depresión 30 Bomba de aceite del motor con 2 etapas de presión (1,7 bares y 3,9 bares) P /1 Variador de posición del árbol de levas, árbol de levas de admisión 49/2 Variador de posición del árbol de levas, árbol de levas de escape 50 Turbocompresor por gases de escape a Tubería de retorno del aceite del motor b Tubería de presión del aceite del motor c Presión reguladora para la bomba de aceite del motor A Eyector de aceite B Compensación hidráulica del juego de válvulas Introducción de la nueva generación de motores en línea de 4 cilindros M 274 b 53